回轉(zhuǎn)窯窯口用耐火澆注料的研發(fā)
回轉(zhuǎn)窯窯口用鋼纖維增強剛玉質(zhì)和高鋁質(zhì)耐火澆注料，在多年使用中易發(fā)生開裂剝落，即抗熱震性不好，使用壽命較低。據(jù)此，北京通達、浙江錦誠和開封特耐等單位，研發(fā)了高鋁質(zhì)耐火澆注料、高鋁莫來石質(zhì)澆注料和莫來石質(zhì)耐火澆注料等，使用壽命一年以上，獲得了良好的使用效果。
眾所周知，黏土磚的抗熱震性和耐堿性優(yōu)于高鋁磚，原因是鋁含量低;強度高、耐磨性好、抗震性差。在窯口用澆注料中，al2o3含量為50%～70%，強度適中(既兼顧耐磨性，又有適宜的抗熱震性)，烘干和耐壓強度(1100℃)分別約為40mpa和70mpa。應(yīng)當(dāng)指出，耐火澆注料是由骨料、粉料、結(jié)合劑和外加劑(物)等組成，使用前基質(zhì)中的相組成處于非平衡狀態(tài)，使用時在高溫作用下，基質(zhì)中的各組分將遵循相平衡關(guān)系重新組成新的相平衡(即獲得優(yōu)良的使用性能和原位反應(yīng))。因此，應(yīng)當(dāng)選擇適用的組成材料，優(yōu)化配料設(shè)計，達到良好的燒結(jié)性、體積穩(wěn)定性、耐蝕性和高溫力學(xué)性能。
①主體材料的選用
前窯口耐火襯因急冷、急熱頻繁，使用溫度在800℃～1250℃范圍內(nèi)，可起到承受水泥熟料磨損和堿腐蝕的作用。耐火澆注料主體材料的選用，必須根據(jù)其使用條件決定，以達到既成本低又好用的目的。
耐火骨料選用二三級礬土熟料、焦寶石和莫來石等，臨界粒徑放大，并應(yīng)合理進行顆粒級配，達到致密化，有利于提高材料的抗熱震性和強度。
耐火粉料、結(jié)合劑和外加劑(物)等材料，是耐火澆注料的基質(zhì)材料，也必須進行合理的顆粒級配，以便提高其性能。在常溫下，能獲得施工強度，在高溫作用下，易發(fā)生相轉(zhuǎn)變、進行燒結(jié)。同時，材料之間會產(chǎn)生原位反應(yīng)，其微膨脹能抵消燒結(jié)收縮，提高耐火澆注料的抗熱震性和強度。
耐火粉料選用剛玉、礬土熟料、莫來石和碳化硅等材料，破碎成各種粒級進行組配。同時，應(yīng)加超微粉填充空隙，且活性大、易產(chǎn)生原位反應(yīng)，提高基質(zhì)性能。
結(jié)合劑選用鋁酸鈣水泥、超微粉和磷酸鹽等，一般復(fù)合使用;其用量應(yīng)確保拆模強度，并使烘干耐壓強度達到40mpa左右。
?、谕饧觿?物)的選用
不定形耐火材料是典型的原位反應(yīng)耐火材料，因此外加劑(物)的選用十分重要，必須確保施工性能、烘烤性能，高溫下原位反應(yīng)的進行，可獲得優(yōu)良的材料性能。窯口耐火澆注料用的外加劑(物)主要有：分散劑、促凝劑、增塑劑、燒結(jié)劑、膨脹劑和防爆劑等?，F(xiàn)重點介紹一下燒結(jié)劑，其品種材料有生黏土、鋯英石、鈦白粉和錋化物等。該類物質(zhì)在使用溫度下，進行原位反應(yīng)，生成一定數(shù)量的莫來石晶體、鋯石相、鈦鋁酸鹽晶體和不一致熔融化合物(2al2o3·b2o3)等，伴有體積膨脹產(chǎn)生微裂紋，能補償其燒結(jié)收縮，從而使?jié)沧⒘袭a(chǎn)生燒結(jié)強度，耐腐蝕能力和良好的抗熱震性。
燒結(jié)劑用量因品種材料而異(一般為1%～7%)，過量用燒結(jié)劑，原位反應(yīng)產(chǎn)生較大的膨脹和液相，致使?jié)沧⒘峡篃嵴鹦院湍臀g性降低，也影響使用效果。因此，應(yīng)根據(jù)使用溫度、燒結(jié)層厚度、體積穩(wěn)定性和耐蝕性要求，合理選用燒結(jié)劑的品種和用量，以滿足實際使用要求。
外加劑(物)主要有耐熱鋼纖維等，在窯口用耐火澆注料中，選用446號和304號鋼纖維，可滿足使用要求(用量為1%～4%)。其作用是能抑制基質(zhì)產(chǎn)生裂紋或阻止裂紋擴展，提高料的抗熱震性。實驗證明，冷熱循環(huán)10次后的抗折強度，鋼纖維增強耐火澆注料比未加鋼纖維的澆注料高3～4倍(即提高抗熱震性)，在前窯口耐火襯上使用，使用壽命一年以上。因此，在窯口用耐火澆注料中，必須加耐熱鋼纖維。應(yīng)當(dāng)指出，配制鋼纖維耐火澆注料時，必須將鋼纖維均勻混拌在澆注料中，防止鋼纖維成團，否則將降低窯口耐火襯的使用壽命。
總之，回轉(zhuǎn)窯窯口用耐火澆注料的材料組成，應(yīng)根據(jù)其使用條件來確定，并保證基質(zhì)料間原位反應(yīng)、燒結(jié)性和體積穩(wěn)定性，從而獲得良好的抗折強度、抗熱震性和耐腐蝕性。同時，適量添加外加劑(物)，并合理選擇其品種和用量，才能提高材料的施工性能和使用性能。鋼纖維增強鋁莫來石質(zhì)耐火澆注料，在窯口使用的作用已初見成效，應(yīng)大力推廣使用。
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